Глаз как оптическая система

Тема урока: «Глаз как оптическая система. Дефекты зрения. Очки»

Цели: 

- формирование представления о глазе как об оптической системе, определение свойств глаза, как органа зрения, а так же недостатков глаз.

- развитие представлений о восприятии света живыми организмами.

- воспитание навыков самостоятельной работы.

План урока.

1. Организация класса к уроку (1-2 мин.)

2.Проверка домашнего задания (7- 10 мин)

3(3.1; 3.2). Объяснение нового материала.(3.1- 15 мин, 3.2 - 35мин.)

4. Закрепление нового материала ( 25 мин.)

5. Задание на дом. (1-2 мин.)

Ход урока.

1.Организация класса к уроку.

2. Проверка домашнего задания.

Учащиеся участвуют во фронтальном опросе по пройденному материалу:

1. Что изучает геометрическая оптика? (раздел физики, который изучает законы распространения световой энергии в прозрачных средах на основе представлений о световом луче).

2. Сформулируйте законы отражения света. ( 1 закон: луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точку падения луча лежат в одной плоскости. 2 закон: угол падения равен углу отражения).

3. Сформулируйте законы преломления света. (1 закон: луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, восстановленный в точку падения луча – лежат в одной плоскости. 2 закон sin a/ sin b = n_2,1 или отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред.).

4. Назовите известные вам оптические приборы, не дающие увеличения.( К таким приборам относятся: плоскопараллельные пластины, призмы, плоские зеркала, так как эти приборы способны только смещать изображения предметов, относительно самих предметов, при этом размер предмета сохраняется).

3.1. Объяснение нового материала. Мы изучили с вами некоторые оптические системы, созданные руками человека, но сегодня мы рассмотрим вопрос о восприятии света живыми организмами и еще раз удивимся мудрости природы.

Учащимся на дом было задано подготовить небольшие сообщения о восприятии света растениями и животными, а также о влиянии света на жизнь на Земле.

Мы вспомнили и узнали что-то новое о зрительных органах обитателей Земли, рассмотрели как устроены некоторые искусственные оптические системы. Пришло время познакомиться с оптической системой, созданной самой природой. Мы сегодня изучим строение глаза человека и попробуем убедиться, что это самая настоящая оптическая система.

Глаз человека представляет собой достаточно сложную оптическую систему, сформировавшуюся из органических материалов в процессе биологической эволюции.

Глаз почти сферичен (24мм вдоль главной оптической оси и 22мм в поперечном направлении )

Желеподобное содержание глаза окружено плотной гибкой оболочкой – склерой. За исключением ее прозрачной наружной части – роговицы, склера белого цвета и непрозрачна. Роговица обладает наибольшей оптической силой среди других оптических элементов глаза. Коэффициент преломления роговицы n₁= 1, 376. Пройдя роговицу, свет попадает в полость, заполненную водянистой влагой с коэффициентом преломления n₂ = 1, 336. В водянистую влагу погружена радужная оболочка с отверстиемзрачка.

Радужная оболочка представляет собой подвижную мышечную кольцевую диафрагму. Сжимаясь и растягиваясь, радужная оболочка изменяет размер зрачка и тем самым световой поток, попадающий в глаз. Через зрачок свет попадает на хрусталик – эластичную двояковыпуклую линзу диаметром около 9мм и толщиной около 4мм. Внутренняя структура хрусталика, состоящего из 22000 тонких слоев, напоминает структуру луковицы.

Коэффициент преломления хрусталика меняется от наружной области к внутренней от 1, 386 до 1, 406. Циллиарная мышца, управляющая хрусталиком с помощью поддерживающей связки, может изменять его кривизну и соответственно оптическую силу глаза.

Это свойство глаза называют аккомодацией, т.е. способностью глаза к изменению его оптической силы.

Механизм аккомодации сводится к следующему. Резкое изображение предмета, находящегося на расстоянии d₁ от глаза, на сетчатке возникает при определенной оптической силе линзы:

D₁₌ 1/F₁= 1/d₁+ 1/f (1)

4. Закрепление.

Итак мы сегодня ответили на вопросы: почему мы считаем глаз оптической системой, какими свойствами обладает глаз, каков предельный угол зрения, какую роль играет зрачок и хрусталик, почему мы видим нормальное изображение предметов, какими могут быть дефекты глаза и т.д.

Давайте сейчас убедимся с помощью простейших опытов в том, что все сказанное имеет место быть.

Задание на дом: